發(fā)布時間：2020-06-07 01:27

【摘要】： i超高碳鋼的碳含量(C1.0%)介于常用鋼材和鑄鐵之間,由于碳含量較高,采用常規(guī)工藝生產(chǎn)時,碳以粗大脆性網(wǎng)狀碳化物的形式沿原奧氏體晶界析出,使材料的脆性顯著增加。研究表明采用適當(dāng)?shù)墓に噷⑵渲芯W(wǎng)狀碳化物破碎或抑制其析出,使鋼得到等軸狀鐵素體基體上均勻分布的球狀碳化物組織時,能夠使鋼獲得良好的力學(xué)性能。 本研究利用真空熔煉技術(shù)制備化學(xué)成份為C=1.5～1.9%,Cr=1.3～1.7%,Al=1.0～4.0%或Si=2.0～3.0%的超高碳鋼,以鑄錠在1050～1100℃軋制成的直徑20～25mm的棒材作為本研究的母材,然后根據(jù)需要對樣品進(jìn)行熱處理,組織分析和力學(xué)性能測試等。研究結(jié)果表明:(1)合金元素Al和Si均能夠抑制超高碳鋼中粗大網(wǎng)狀碳化物在原奧氏體晶界上析出,但是Al的作用優(yōu)于Si。它們也能夠細(xì)化珠光體,減小珠光體片間距,但Al細(xì)化的作用優(yōu)于Si,例如UHCS-2.83Si鋼珠光體片間距為0.2μm,UHCS-2.61Al鋼珠光體片間距達(dá)到0.072μm。(2)Si對珠光體形態(tài)幾乎沒有影響,Al對珠光體形態(tài)影響較大,Al2.0%時形成細(xì)片狀珠光體,珠光體團(tuán)尺寸很小,碳化物片分叉增多,Al2.0%時形成的珠光體在低倍下看似很粗大,且薄厚不均勻,但高倍電鏡觀察的結(jié)果表明這些看似“粗大”的滲碳體片實(shí)際上是由鐵素體和許多更為細(xì)小的碳化物片組成,而且珠光體片間距也很均勻。(3) Si在促進(jìn)超高碳鋼石墨化方面的作用要優(yōu)于Al。UHCS-2.13Si鋼組織中有少量細(xì)片狀石墨析出,UHCS-2.83Si鋼中析出的片狀石墨數(shù)量增多,且尺寸增大。C=1.49%,Cr=1.52%,Al=4.02%的超高碳鋼中沒有石墨析出,而C=1.92%,Cr=1.58%,Al=4.03%超高碳鋼因碳含量增多導(dǎo)致僅析出一定量尺寸較小的團(tuán)絮狀石墨。(4)含Al超高碳鋼表現(xiàn)出很好的鍛造性能,即使有石墨析出的UHCS-4.03 Al鋼仍然能夠順利鍛造成棒材,且材料的表面質(zhì)量較好。由于片狀石墨相存在,含Si超高碳鋼的鍛造性能則相對較差,一經(jīng)鍛打就開裂,甚至UHCS-2.83Si鋼完全不能鍛造成棒材。(5)超高碳鋼(C=1.5～1.7%,Cr=1.5～1.6%,Al=2.3～4.0%)在820℃～880℃范圍內(nèi)隨球化退火溫度的不斷提高,鋼中碳化物的球化效果逐漸變好。球化退火處理后鋼的塑性得到明顯改善,材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線上都存在明顯的屈服平臺。鋼的塑性受第二相粒子類型影響較大,例如UHCS-4.02Al鋼經(jīng)820℃×2h球化退火得到有很多片狀碳化物存在的球化組織,經(jīng)850℃×3h球化退火得到有少量細(xì)小片狀碳化物存在的球化組織,經(jīng)880℃×2h球化退火后才能得到碳化物完全球化的球化組織,而且該鋼在不同退火條件下都有很高的強(qiáng)度(σs≈700Mpa,σb≈1000MPa),由于存在金屬間化合物Al13Fe4它的塑性始終無法改善。而UHCS-2.61Al鋼第二相主要是Fe3C,因此經(jīng)820℃×2h和850℃×3h球化退火處理在保持很高強(qiáng)度(σs≈700Mpa,σb≈1000MPa)的情況下能夠獲得δ=18%的塑性。
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TG142.1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 林一堅;羅光敏;史海生;章靖國;;一種具有優(yōu)化組織和優(yōu)異性能的超高碳鋼[J];鋼鐵;2005年11期

2 林一堅;章靖國;史海生;樊俊飛;孫德生;;用噴射成形工藝生產(chǎn)的超高碳鋼[J];鋼鐵研究學(xué)報;2006年07期

3 羅光敏,吳建生,史海生,林一堅,章靖國;國外超高碳鋼的研究進(jìn)展[J];金屬熱處理學(xué)報;2003年01期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 李紅娟;基于熱力學(xué)計算的鋁合金化超高碳鋼的研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2005年

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本文編號：2700595